BIM在住宅建筑正向設計中的應用研究

摘要：本文首先將BIM設計與傳統CAD設計進行比對，凸顯BIM設計的優勢，主要闡述BIM正向設計的流程和保證措施，最后對促進BIM正向設計的發展提出幾點建議。

Abstract： This paper firstly compares BIM design with traditional CAD design， highlights the advantages of BIM design， mainly describes the process and guarantee measures of BIM forward design， and finally puts forward some suggestions for promoting the development of BIM forward design.

關鍵詞：BIM;正向設計;應用研究

Key words： BIM;forward design;applied research

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0226-02

0? 引言

近些年，BIM技術在國內建筑業掀起了一股熱潮，隨著國家政策的推進、BIM軟件技術的發展、各行業協會與專家、設計以及施工等單位的重視與推廣，人們對于BIM技術，從開始的認識發展到實際工程中的應用。BIM技術憑借著具有可視化、一體化、參數化和共享性等特點得到工程界的認可，已經在房屋、橋梁、地鐵等領域的設計、施工和管理中得到了一定的推廣與應用。目前，在一些地產開發單位、設計院和施工單位都相繼成立BIM研發中心或BIM技術部，將BIM技術應用到普通住宅建筑的建設全過程中是使BIM技術落地的真實體現，鑒于開發企業、設計院和施工單位的技術實力和綜合能力，設計院應該首當其沖。設計階段建立的參數化模型將大量的數據集于一處，直接影響著BIM在施工和運維階段的信息傳遞和應用效果。設計階段信息模型能否有效、快速地傳遞到其他階段，將直接影響地產開發商的項目申報周期、成本核算和工程質量等。本文將對BIM住宅建筑正向設計的流程、注意事項和發展進行研究，對BIM技術在住宅建筑正向設計中的應用具有一定推進作用。

1? BIM正向設計和傳統CAD設計對比

設計人員所熟悉的傳統CAD設計是基于二維CAD軟件的施工圖設計。設計師通過自己腦海中構想的三維建筑形象去繪制二維的藍圖，并最終提交二維圖紙給施工單位以形成真實的建筑。整個設計是經歷了一個反復修改且容易出錯的過程。BIM使得這一過程簡單直觀，通過三維設計軟件去形成的二維圖紙能夠最大限度的還原建筑本質。三維模型直接生成建筑平立剖面及詳圖，避免發生不交圈的問題;復雜易錯節點進行三維可視化模擬提高工程準確性和安全性;設計變更及修改圖紙時只需修改一遍，同時避免遺漏。表1為BIM正向設計與傳統CAD設計在工程設計、施工以及運維各個實施階段特點對比，從中可以凸顯BIM正向設計的種種優勢。

2? BIM正向設計研究

2.1 BIM正向設計流程

BIM正向設計是指設計師依據所設想的空間建筑建立可視化方案模型，利用BIM可視化優勢對設計方案進行優化，各專業通過協同平臺進行溝通后，再實現圖紙由Revit正向設計出圖。BIM正向設計過程中各專業間信息交流更加頻繁，信息量更大，由于其可視直觀的特點可以更好地提高溝通效率、保證信息準確，因此BIM正向設計對提高工程質量有極大幫助。具體設計流程如下所示。

2.1.1 項目準備階段

首先需要制定BIM實施計劃，然后建立項目數據管理基礎環境。

2.1.2 初步設計階段

首先建筑專業進行基礎建模，經過校審后為結構和機電專業首次提資，各專業進行布圖、視圖管理;然后分專業對模型深化設計，專業內需實時協同設計，專業間需實時碰撞檢查。后期專業間要互相多次提資，進行階段性碰撞檢查和模型深化設計。最后各專業要對視圖進行深化設計，標注尺寸和文字注釋，校對審核后打印出圖，導出瀏覽模型。

2.1.3 施工圖設計階段

首先各專業在布圖和視圖管理的基礎上，分專業進行模型的深化設計、實時協同設計、實時碰撞檢查和多次階段性的碰撞檢查，后期對施工圖進行深化設計、尺寸標注和文字注釋等詳細設計，完善幾何信息，校對審核;最后打印出圖，導出瀏覽模型交付。

2.2 BIM正向設計保證措施

2.2.1 建模階段保證措施

設計相關各方應明確BIM應用責任、技術要求、專業人員及設備配置、工作內容、崗位職責、工作進度等;相關各方應基于BIM應用策劃，應借助協同平臺建立定期溝通、協商會議等BIM應用協同機制，建立模型質量控制計劃，規定模型細度、模型數據格式、權限管理和責任方，實施BIM設計、施工過程管理。為了保證模型反映設計方案內容和工程實際要進行瀏覽檢查;對模型中不同模型元素之間相互關系進行拓撲檢查;檢查模型是否符合相應的標準規定的標準檢查。復核模型相關定義信息，并保證模型信息準確、可靠。

2.2.2 施工圖設計階段保證措施

由于BIM協同設計，必要時可以通過人員的合理分配在同一中心文件中協同建模，提高生產效率，保障工期。根據以往經驗，針對制圖中后期出現的中心文件崩潰的問題，采用土建專業和設備專業分別建立各自工作集，之后用鏈接的方式協同作業，避免了模型過大而造成崩潰的現象，從根本上杜絕后期的時間浪費;

BIM正向設計中科學的拼接方式是保障出圖效率的關鍵。按照拼接方式以組為核心與鏈接文件相結合，快速準確拼接復用戶型并轉化施工圖;在施工圖接近尾聲的時候各專業負責人會進行針對BIM模型的三維校對，在三維模型當中對圖紙進行第一次校對。修改完畢后打出A3白圖進行二維校對。兩次校對修改完畢后送交華域總工進行審定，確保出圖質量。

3? BIM正向設計發展建議

目前，BIM正向設計僅在某些重要復雜工程中進行探索和應用，還未廣泛應用于住宅建筑中，其中一個重要原因是BIM正向效率略低于傳統CAD設計，對于設計單位來說可通過以下幾方面進行改進。

3.1 建立戶型素材庫

BIM軟件內族庫擁有可重復利用的特性，族庫的完善將影響著BIM正向設計的效率、準確率、以及對施工的指導意義，故應建立大多數開發商主力戶型素材族庫。并且要求所有戶型均可用參數控制，方便根據指標進行住宅開間進深的調整。標準化的戶型庫通過反復校審、三維協同，能夠最大程度的在滿足精細化出圖的前提下，大幅提高出圖效率。

3.2 提高設計師素質

BIM技術歸根結底只是一種全新的軟件應用體系，軟件的作用只能是輔助設計師更好的完成設計，同時提升精度、減少錯誤。好的設計還是需要設計師具備良好的專業素養和敬業精神。對于BIM正向設計的目標應該是用最先進的工具做最優秀的設計，從而更好地為地產開發商服務。

3.3 建立標準化正向設計體系

目前建筑行業的BIM應用水平不斷提高，技術也逐漸成熟。國家和各省市也逐漸頒布相應的交付標準和應用指南。為了更好的針對每一個開發商的需求做BIM正向設計，設計院應不斷總結標準化經驗，參照各大開發商二維設計標準化手冊，建立BIM三維標準化設計體系，制定相應的BIM正向設計服務方案，保證開發商快速開發，提高效率的整體戰略。

3.4 提高軟件間兼容性

BIM在設計、施工以及運維之間的信息傳遞需要軟件的支持。BIM技術的實現不止一個軟件，常用軟件有十幾類，而且每一類軟件的選擇也不止是一個產品。

BIM實施的關鍵是BIM軟件良好的適用性與導入性能。目前，某些結構設計軟件生成的結構構件鋼筋信息與已有施工圖模型不符，當導入到算量軟件時，對于梁、墻、柱，板（通長筋）需大量手工調整或手工輸入，這樣大大降低了工作效率和BIM技術的優勢。主要原因是結構設計軟件部分設計細節未考慮完善，未植入某些開發商的內部結構標準化要求。

4? 結論

在設計階段開始應用BIM技術不僅對整個項目來說意義重大，也是發揮BIM優勢的關鍵所在。BIM正向設計相對于傳統CAD設計，具有大幅度提升圖紙質量和出圖效率，出圖后的模型具有可供施工和運維階段使用等優勢，是今后建筑設計的發展必經之路。設計單位應根據各大地產商戶型標準化條件，建立大多數開發商主力戶型素材族庫和BIM三維標準化設計體系，制定相應的BIM正向設計服務方案，提高設計師的專業素養，配合軟件間的兼容性，必將使BIM正向設計在住宅建筑中得到廣泛應用，更好地實現BIM信息模型在工程全生命周期的應用價值。

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